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Das Messprogramm an der n_TOF Neutronenquelle am CERN. The n_TOF Collaboration Andreas Pavlik Institut für Isotopenforschung und Kernphysik Universität Wien. - PowerPoint PPT Presentation
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Das Messprogramm an der n_TOF Neutronenquelle am CERN
The n_TOF Collaboration
Andreas PavlikInstitut für Isotopenforschung und Kernphysik
Universität Wien
ÖPG-FAKT 2005
Andreas PavlikInstitut für Isotopenforschung und Kernphysik
E. Jericha, G. Badurek, H. Leeb, H. Oberhummer,M.T. Pigni, I. RaškinytėAtominstitut der Österreichischen Universitäten,Technische Universität Wien
H. Frais-Kölbl, E. GriesmayerFachhochschulstudiengang Wiener Neustadt
A. PavlikInstitut für Isotopenforschung und KernphysikUniversität Wien
Diese Arbeit wurde von der Europäischen Kommission (Contract FIKW-CT-2000-00107) und dem BM:bwk (GZ 650.645/1-VI/1a/2002) gefördert.
ÖPG-FAKT 2005
Andreas PavlikInstitut für Isotopenforschung und Kernphysik
• n_TOF am CERN
• Die n_TOF Neutronenquelle
• Das n_TOF Messprogramm 2002-2004Kerndaten für• Kerntechnik• Astrophysik
• Detektoren
• Status
ÖPG-FAKT 2005
Andreas PavlikInstitut für Isotopenforschung und Kernphysik
n_TOF Neutron Time-of-Flight
• n_TOF Neutronenquelle am CERN• Erste Neutronen 2001• Messungen 2002 - 2004
• n_TOF Kollaboration am CERN• 120 Mitarbeiter aus 40 Instituten
• Projekt n_TOF-ND-ADS der Europäischen Kommission• Förderung der Errichtung der Anlage und des kerntechnisch
relevanten Messprogramms• Laufzeit 2001 - 2004
ÖPG-FAKT 2005
Andreas PavlikInstitut für Isotopenforschung und Kernphysik
n_TOF Neutronenquelle
ÖPG-FAKT 2005
Andreas PavlikInstitut für Isotopenforschung und Kernphysik
n_TOF Neutronenquelle
Protonenstrahl 20 GeV/c
Intensität (dedicated mode) 7 x 1012 protonen/impuls
Impulsabstand 2.4 s
Impulsbreite 6 ns (rms)
n/p 300
Bleitarget 80x80x60 cm3
Kühlung und Moderator H2O
n-Beamspot EAR-1 2 cm bzw. 4 cm Ø
Neutronenflugstrecke 185 - 190 m
ÖPG-FAKT 2005
Andreas PavlikInstitut für Isotopenforschung und Kernphysik
Neutronenfluss
ÖPG-FAKT 2005
Andreas PavlikInstitut für Isotopenforschung und Kernphysik
• ADS – Accelerator Driven Systems
• Transmutation nuklearer Abfälle
• Energiegewinnung– „Energy-Amplifier“ - Thorium-Brennstoff Zyklus
Kerndaten für ADS
ÖPG-FAKT 2005
Andreas PavlikInstitut für Isotopenforschung und Kernphysik
Kerndaten für Nukleare Astrophysik
• s-Prozess der Synthese schwerer Elemente durch Neutroneneinfang
• In Sternen, T ~ 108 K, nn ~ 108 cm-3
• Einfangquerschnitte im Bereich 0.3 bis 300 keV für Modellierung
ÖPG-FAKT 2005
Andreas PavlikInstitut für Isotopenforschung und Kernphysik
DetektorenEinfangquerschnitte
C6D6 Szintillatoren
• Unempfindlich für Neutronen
• Geringe Efficiency• "Pulse-Height Weighting
Technique"
ÖPG-FAKT 2005
Andreas PavlikInstitut für Isotopenforschung und Kernphysik
DetektorenEinfangquerschnitte
Total Absorption Calorimeterseit Mai 2004
• 42 BaF2 Kristalle
• Neutronenabsorption durch 6Li hältiger Moderator und 10B hältiger Absorber
• Nahezu 4-Geometrie (95.2 %)
ÖPG-FAKT 2005
Andreas PavlikInstitut für Isotopenforschung und Kernphysik
ÖPG-FAKT 2005
Andreas PavlikInstitut für Isotopenforschung und Kernphysik
Detektoren - Spaltquerschnitte
• Ionisationskammern• Parallel Plate Avalanche Chambers (PPACs)
• Dünne Proben• Beide Spaltbruchstücke in Koinzidenz• Ortsinformation
ÖPG-FAKT 2005
Andreas PavlikInstitut für Isotopenforschung und Kernphysik
Untersuchte KerneEinfangquerschnitteEn ~ 1 eV bis 1 MeV
SpaltquerschnitteEn bis ~ 100 MeV
24,25,26Mg
90,91,92,93,94,96Zr139La151Sm186,187,188Os204,206,207,208Pb209Bi232Th233,234U237Np240Pu243Am
232Th233,234,236U237Np241,243Am245Cm
197Au, Fe, C 235,238U
ÖPG-FAKT 2005
Andreas PavlikInstitut für Isotopenforschung und Kernphysik
151Sm Einfangquerschnitt
Verzweigung im s-Prozess Pfad• Konkurrenz Neutroneneinfang –
-Zerfall• Temperatur in AGB-Sternen
Erste experimentelle Bestimmung von (n,)
• Probe: 200 mg Sm2O3 (200 GBq)
Sm
Eu
Gd
s-process path
150Sm 151Sm93 a
152Sm 153Sm 154Sm
151Eu 152Eu 153Eu 154Eu 155Eu 156Eu
152Gd 153Gd 154Gd 155Gd 156Gd 157Gd
s-only
Sm
Eu
Gd
s-process path
150Sm 151Sm93 a
152Sm 153Sm 154Sm
151Eu 152Eu 153Eu 154Eu 155Eu 156Eu
152Gd 153Gd 154Gd 155Gd 156Gd 157Gd
s-only
Maxwellian Averaged Cross Section (kT = 30 keV) 3100 ± 160 mbBisherige Modellannahmen: 1500 bis 2800 mb
ÖPG-FAKT 2005
Andreas PavlikInstitut für Isotopenforschung und Kernphysik
Status
• Erstes Messprogramm 2002-2004 erfolgreich abgeschlossen
• Auswertung der Messungen noch im Gange• Erste Ergebnisse publiziert
• 151Sm: Phys. Rev. Letters 93, 161103 (2004)• International Conference on Nuclear Data for
Science and Technology, 2004
• Proposal n_TOF Ph-2 ausgearbeitet
ÖPG-FAKT 2005
Andreas PavlikInstitut für Isotopenforschung und Kernphysik
http://cern.ch/n_TOF/
ÖPG-FAKT 2005
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Neutronenfluss
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